Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NH4NO3 + H2O | Fe + HNO3 ra NH4NO3

Phản ứng Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NH₄NO₃ + H₂O

1. Phương trình phản ứng

8Fe + 30HNO₃ loãng → 8Fe(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

2. Điều kiện phản ứng

– Dung dịch HNO₃ đặc nóng.

3. Cách thực hiện phản ứng

Cho kim loại sắt tác dụng với dung dịch axit nitric loãng dư

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng

Kim loại tan dần tạo thành dung dịch màu vàng nâu không thấy có khí thoát ra.

5. Bạn có biết

Fe tác dụng với axit HNO₃ có thể tạo ra sản phẩm khử là khí NO₂; NH₄NO₃; NO;… Trong đó chỉ có sản phẩm khử là muối amoni ở dạng dung dịch không phải dạng khí

6. Tính chất hóa học của sắt

Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.

Fe → Fe+2 + 2e

Với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.

Fe → Fe+3 + 3e

6.1. Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.

+ Tác dụng với lưu huỳnh: Fe0+S0→toFe+2S−2

+ Tác dụng với oxi: 3Fe+2O20→toFe3O−24

+ Tác dụng với clo: 2Fe0+3Cl20→to2Fe+3Cl−13

6.2. Tác dụng với axit

– Với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

– Với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3, và không giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Chú ý: Fe bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

6.3. Tác dụng với dung dịch muối

Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Đặc biệt:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Nếu Ag⁺ dư, tiếp tục có phản ứng:

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

6.4. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước, nhưng ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO.

3Fe + 4H₂O →to<570oC Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O →to>570oCFeO + H₂

7. Tính chất vật lí của Sắt

– Màu xám hơi trắng, dễ ràn và dẻo cũng như có thể dát mỏng hay kéo sợi, khả năng dẫn điện và nhiệt không bằng nhôm hay đồng.

– Nhiễm từ ở nhiệt độ cao khoảng 800 độ C sẽ nhiễm từ và mất từ tính.

8. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho 1,12 g sắt tác dụng với dụng axit HNO₃ loãng thu được dung dịch màu vàng nâu và không thấy có khí thoát ra. Khối lượng muối thu được là

A. 4,84 g B. 2,42 g C. 5,44 g D. 3,02 g

Hướng dẫn giải

Đáp án C

n_Fe = 0,02 mol ⇒ n_Fe(NO3)3 = 0,02 mol; n_NH4NO3 = 0,075 mol

m_muối = m_Fe(NO3)3 + m_NH4NO3 = 0,02.242 + 0,075.80 = 5,44 g

Câu 2: Cho sắt tác dụng axit HNO₃ loãng dư. Sản phẩm khử của HNO₃ có thể là:

A.NH₃NO₃ B. NO C. N2O D. Cả A, B, C

Hướng dẫn giải

Đáp số D

Câu 3: Cho sắt tác dụng với axit HNO₃ loãng thu được dung dịch màu vàng nâu và không thấy có khí thoát ra. Phương trình hóa học thể hiện đúng thí nghiệm trên là:

A. 8Fe + 30HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

B. Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

C. Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

D. 10Fe + 36HNO₃ → 10Fe(NO₃)₃ + 3N₂ + 18H₂O

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Sản phẩm khử của HNO₃ là dung dịch muối amoni NH₄NO₃